1、图4-1 尺寸引用可将尺寸引用提升为设计参数(Design Parameter),以进行参数化数据交换。如图4-2所示,在细节窗口尺寸引用前的方框中拾取,出现“D”后即将该尺寸提升为设计参数。设计参数可以使用默认的名称,也可以重定义一个有意义的名称,例如Cylinder_D,后续操作将用该名称引用此设计参数。图4-2 提升尺寸引用为设计参数尺寸引用包括草图尺寸和特征尺寸两类。草图尺寸提升为设计参数时的默认名称为“参考平面.尺寸类型和顺序号”,例如XYPlane.D1;特征尺寸的默认名称为“特征类型及顺序号.尺寸顺序号”,例如Extrude1.FD1表示特征Extrude1的拉伸距离Depth(
2、图4-1b),FD为Feature Dimension的缩写。4.1.2 参数管理器DM用参数管理器对参数进行管理。如图4-3所示,可用3D几何体建模工具条上的按钮切换参数管理器窗口的开关。图4-3 参数管理器参数管理器窗口有三个标签用于参数管理。如图4-4a所示,Design Parameters标签用于设计参数的浏览和赋值,#符号用于注释。如图4-4b所示,Parameter/Dimension Assignments标签用于定义赋值表达式,以实现用设计参数驱动几何体模型尺寸。赋值表达式具有“参数=表达式”的形式,等式左边的参数可以是草图尺寸、特征尺寸或辅助变量,右边表达式是由+、-、*、
3、/、()、数值常量、草图尺寸、特征尺寸或辅助变量等构成的数学运算表达式,引用设计参数时需用前缀。如图4-4c所示,Check标签用于计算和检查参数及表达式的值。 图4-4 参数管理器标签辅助变量指的是不直接定义草图或特征尺寸的参数,主要用于系数或常量,如图4-4所示的Width,辅助变量也可以作为设计参数使用(见实例)。数学表达式用符号表示指数运算、用符号%表示求模(a/b的余数)。数学表达式可以使用的数学函数有:绝对值函数ABS(x)、指数函数(即ex)EXP(x)、对数函数(即logex)LN(x)、开平方函数SQRT(X)、正弦函数SIN(x)(x用角度)、余弦函数COS(x)、正切函数
4、TAN(x)、反正弦函数ASIN(x)、反正切函数ATAN(x)、反余弦函数ACOS(x) 等,数学函数更具体的使用方法请查看ANSYS Workbench Help。4.2 问题描述图4-5为一实心式标准渐开线斜齿圆柱齿轮。已知:齿轮的模数mn=2mm,齿数z=24,螺旋角=10,其他尺寸如图所示,建立其参数化几何模型。图4-5 斜齿圆柱齿轮4.3 创建步骤1.在WINDOWS“开始”菜单执行ANSYS13 .0Workbench。2.创建项目A,并启动DesignModeler创建几何实体,如图4-6所示。3.选择在DesignModeler中创建几何体的长度单位为mm,如图4-7所示。
5、图 4-6 创建项目并启动DM 图 4-7 选择长度单位4. 在XYPlane上创建草图Sketch1,画多段线近似渐开线齿廓并标注尺寸,如图4-8所示。图 4-8 画多段线和标注尺寸5.镜像直线,如图4-9所示。图 4-9 镜像直线6.对直线进行对称约束,保证参数化模型的齿槽两齿廓始终对称,如图4-10所示。7.绘制齿顶圆弧和齿根圆弧,如图4-11所示。图 4-10 对称约束 图 4-11 绘制圆弧8.在XYPlane上创建新草图Sketch2,绘制圆和矩形,如图4-12所示。基于Sketch1和Sketch2将进行不同的拉伸特征,前者扩展类型为Add Material,后者扩展类型为Cut
6、 Material。图 4-12 绘制圆和矩形9. 对直线进行对称约束,使键槽左右对称于平面y轴,如图4-13所示。10. 修剪掉图形中多余部分,形成内孔和键槽形状,如图4-14所示。 图 4-13 对称约束 图 4-14 修剪11.标注尺寸,如图4-15所示。为保证参数化建模时正确引用尺寸,应按图示顺序标注。图 4-15 标注尺寸12.在ZXPlane上创建新草图Sketch3,画直线作为扫略路径并标注尺寸,如图4-16所示。图 4-16 画直线并标注尺寸13.拉伸草图Sketch2成柱体,如图4-17所示。图 4-17 拉伸14.扫略草图Sketch1成齿槽,如图4-18所示。图 4-18
7、 扫略15.阵列齿槽成齿轮,如图4-19所示。图 4-19 阵列16.提取孔的直径作为设计参数,如图4-20所示。图 4-20 提取参数17.指定设计参数并赋初值,如图4-21所示。设计参数包括提取的草图尺寸d_hole和其它的四个辅助变量。图 4-21 指定设计参数18.指定其他参数/尺寸值,如图4-22所示。如果读者实际操作的参数/尺寸名称与图4-22不符,应按实际操作对Parameter/Dimension Assignments标签中的参数/尺寸名称情况修改。19.检查参数/尺寸值,如图4-23所示。如果没有提示存在问题,进入下一步。否则需要查找原因,进行修改。20.生成模型,如图4-24所示。21.改变设计参数值,生成并查看几何体模型。图 4-22 指定其他参数/尺寸值图 4-23 检查参数/尺寸值图 4-24 生成模型22.退出DesignModeler。23.在ANSYS Workbench界面保存项目。本例小结 首先简单介绍了ANSYS Workbench进行参数化建模的方法、步骤和过程,然后通过斜齿圆柱齿轮的创建,介绍了参数化建模的具体应用。
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